[发明专利]一种制备非对称型PVDF超滤膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚偏氟乙烯(PVDF)多孔中空纤维膜及其制法，尤其是涉及一种制备非对称型的聚偏氟乙烯(PVDF)多孔中空纤维膜及其制法。

背景技术

膜生物反应器工艺(MBR)是一种新型、高效的污水处理技术，它可以同时实现生物催化反应及水与降解物质的分离，使水资源得以再生，实现回用水质标准。是当代先进、高效和低能耗的废水深度处理及再生回用新技术。其中制备强度高、抗污染性能好、低成本的超滤膜和微滤膜，是膜生物反应器工艺的核心技术。但目前大多数商品化的超、微滤膜效果均不理想，无法满足工业生产的要求。另一方面，目前超、微滤膜多数采用非溶剂致相分离法制备，所制出的膜大多包含指状大空腔结构，膜孔径分布不均匀、强度差，在污水中使用易断丝，膜寿命短，不适于在膜生物反应器工艺中应用。

发明内容

本发明的目的是提出一种适于在膜生物反应器工艺中应用的聚偏氟乙烯多孔中空纤维膜及其制法。

本发明提供的聚偏氟乙烯多孔中空纤维膜，其制膜的配方成份及其含量以质量百分比计：

第一聚合物P₁：聚偏氟乙烯(PVDF)         25～40％

第二聚合物P₂：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)   0～4％

第三聚合物P₃：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)      0.5～2.5％

第一稀释剂D₁：丙二醇碳酸酯             30～41％

第二稀释剂D₂：聚乙二醇600              25～35％。

优选的，其中各成份的质量比为：

P₂/P₁＝0～0.14，

P₃/P₁＝0.02～0.1，

D₁/D₂＝1/1～1.4/1，

P/(P+D)＝(25～40)％，其中：P＝P₁+P₂+P₃，D＝D₁+D₂

其中P+D为百分之百。

更优选的，其中各成份的质量比为：

其中所述P₂/P₁＝0.02～0.04，

其中所述P₃/P₁＝0.04～0.06，

其中所述D₁/D₂＝1/1～1.2/1，

其中所述P/(P+D)＝(30～35)％。

优选的，所述第一、第二稀释剂混合溶剂中加入成核剂N：正硅酸乙酯，且成核剂的加入量(质量比)为N/P₁＝2‰。

优选的，其中所述聚偏氟乙烯(PVDF)重均分子量为400000，所述聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)重均分子量为70000，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)粘均分子量为130000。

另一方面，本发明还提供了一种所述的中空纤维膜的制备方法，包括下列步骤：(1)聚合物材料的预处理

将聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮在烘干机中进行干燥，烘干温度为50～80℃；

(2)制膜共混物原料的制备

将聚偏氟乙烯P₁、聚甲基丙烯酸甲酯P₂与聚乙烯吡咯烷酮P₃，丙二醇碳酸酯D₁与聚乙二醇600D₂按比例称量后，先后置于搅拌釜中，在150～190℃的温度下进行搅拌溶解，搅拌时间为15～25小时，搅拌转速为80～120转/分，将溶解均匀的制膜高分子溶液在空气中冷却造粒，得到共混物原料；

(3)中空纤维膜的挤出、成形

(4)稀释剂浸取

将制成的中空纤维中间体浸入反渗透水中，脱除膜中的稀释剂混合物，水温为20～45℃，浸取时间为2～5小时；

(5)晾干

将制成的中空纤维膜在室温下晾干即得中空纤维膜制品。

优选的，其中步骤(1)中的温度为60～70℃。

优选的，其中步骤(2)中所述的搅拌时间为22～24小时，所述的搅拌转速为90～100转/分。

优选的，其中步骤(3)包括以下步骤：

(3-1)将上述共混物原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出；